두 더미 페이션스
시간 제한1초메모리 제한128 MB
주어진 순서로 쌓인 카드 더미에서 맨 위 카드를 중간 더미 1이나 2로 옮기거나 기초 더미로 내보내어 모든 카드를 비감소 순서로 쌓을 수 있는지 판정한다.
문제
혼자서 하는 카드 게임을 페이션스(patience) 또는 솔리테어(solitaire)라고 부른다. 그중에서도 매우 어렵기로 소문난 두 더미(Two-Stacks) 게임은 다음과 같은 배치와 규칙을 가진다.
- 배치. 탁자에는 뽑기 더미(stock) 하나, 중간 더미(intermediate) 둘, 바닥 더미(foundation) 하나가 놓인다.
- 카드. 한 게임에는 최대 네 벌 또는 그 일부의 카드를 사용한다. 한 벌은 장이며, 무늬와 그림은 무시하고 각 카드를 부터 까지의 수로 나타낸다. 따라서 같은 수는 최대 네 번까지 나타난다.
- 나누기. 사용할 카드를 앞면이 보이도록 한 장씩 위로 쌓아 뽑기 더미를 만든다. 가장 먼저 놓인 카드가 맨 아래에, 가장 나중에 놓인 카드가 맨 위에 온다.
- 이동. 카드는 한 번에 한 장씩만 옮기며, 각 더미에서 맨 위 카드만 옮길 수 있다.
push x는 뽑기 더미의 맨 위 카드를 중간 더미 (는 또는 )로 옮긴다.pop x는 중간 더미 의 맨 위 카드를 바닥 더미로 옮긴다. - 목표. 게임에 쓰인 모든 카드가 바닥 더미에 아래에서 위로 비내림차순(감소하지 않는 순서)으로 쌓이면 이긴다.
할머니가 이 게임을 막 배우셨는데, 시도하는 각 배치가 과연 이길 수 있는지 알고 싶어 하신다. 각 배치에 대해 이길 수 있는지를 판정하는 프로그램을 작성하여라.
입력
입력은 여러 개의 테스트 케이스로 이루어진다. 각 테스트 케이스의 첫 줄에는 게임에 쓰이는 카드 수를 나타내는 정수 ()이 주어진다. 둘째 줄에는 이상 이하의 정수 개가 공백 하나로 구분되어 카드가 놓인 순서대로 주어진다. 따라서 뽑기 더미의 맨 위 카드는 이 줄의 번째 수이다. 부터 까지의 각 수는 한 테스트 케이스에서 최대 네 번 나타난다. 입력의 끝은 인 테스트 케이스로 표시되며, 이 케이스는 처리하지 않는다.
출력
각 테스트 케이스마다 먼저 식별자를 #i 형식으로 한 줄에 출력한다. 여기서 는 부터 시작하여 테스트 케이스마다 씩 증가한다. 이어서 다음 줄에는, 두 중간 더미를 사용하여 모든 카드를 비내림차순으로 바닥 더미에 옮겨 게임을 이길 수 있으면 possible을, 그렇지 않으면 impossible을 한 줄로 출력한다.